Residuos metabólicos

Los desechos metabólicos o excrementos son sustancias que quedan de los procesos metabólicos (como la respiración celular) y que el organismo no puede aprovechar (son excedentes o tóxicas) y, por lo tanto, deben ser excretadas. Entre ellos se encuentran los compuestos nitrogenados, el agua, el CO2, los fosfatos, los sulfatos, etc. Los animales tratan estos compuestos como excrementos. Las plantas tienen vías metabólicas que transforman algunos de ellos (principalmente los compuestos de oxígeno) en sustancias útiles.

Todos los desechos metabólicos se excretan en forma de solutos de agua a través de los órganos excretores (nefridios, túbulos de Malpighi, riñones), con excepción del CO2, que se excreta junto con el vapor de agua a través de los pulmones. La eliminación de estos compuestos permite la homeostasis química del organismo.

Los compuestos nitrogenados a través de los cuales se elimina el exceso de nitrógeno de los organismos se denominan residuos nitrogenados () o desechos nitrogenados. Son el amoníaco, la urea, el ácido úrico y la creatinina. Todas estas sustancias se producen a partir del metabolismo de las proteínas. En muchos animales, la orina es la principal vía de excreción de dichos desechos; en algunos, son las heces.

El amoniotelismo es la excreción de amoniaco e iones de amonio. El amoniaco (NH₃) se forma con la oxidación de los grupos amino (-NH₂), que se eliminan de las proteínas cuando se convierten en carbohidratos. Es una sustancia muy tóxica para los tejidos y extremadamente soluble en agua. Con ella se elimina solo un átomo de nitrógeno. Se necesita mucha agua para la excreción de amoniaco, se necesitan aproximadamente 0,5 L de agua por 1 g de nitrógeno para mantener los niveles de amoniaco en el líquido excretor por debajo del nivel en los fluidos corporales para prevenir la toxicidad. Por lo tanto, los organismos marinos excretan amoniaco directamente en el agua y se denominan amonotelicos. Los animales amonotélicos incluyen crustáceos, platelmintos, cnidarios, poríferos, equinodermos y otros invertebrados acuáticos.

La excreción de urea se denomina ureotelismo. Los animales terrestres, principalmente anfibios y mamíferos, convierten el amoniaco en urea, proceso que se produce en el hígado y el riñón. Estos animales se denominan ureotélicos. La urea es un compuesto menos tóxico que el amoniaco; a través de ella se eliminan dos átomos de nitrógeno y se necesita menos agua para su excreción. Se necesitan 0,05 L de agua para excretar 1 g de nitrógeno, aproximadamente sólo el 10% de lo que requieren los organismos amonotélicos.

El uricotelismo es la excreción del exceso de nitrógeno en forma de ácido úrico. Los animales uricotélicos incluyen insectos, aves y la mayoría de los reptiles. Aunque requiere más energía metabólica para su producción que la urea, la baja toxicidad y baja solubilidad en agua del ácido úrico le permiten concentrarse en un pequeño volumen de suspensión blanca pastosa en las heces, en comparación con la orina líquida de los mamíferos. Sin embargo, cabe destacar que los grandes simios y los humanos, aunque son ureotélicos, también son uricotélicos en pequeña medida, y el ácido úrico puede causar problemas como cálculos renales y gota, pero también funciona como un antioxidante sanguíneo.

Estos compuestos se forman durante el catabolismo de los carbohidratos y los lípidos en las reacciones de condensación y en algunas otras reacciones metabólicas de los aminoácidos. El oxígeno es producido por las plantas y algunas bacterias en la fotosíntesis, mientras que el CO2 es un producto de desecho de todos los animales y plantas. Los gases de nitrógeno son producidos por bacterias desnitrificantes y como producto de desecho, y las bacterias al descomponerse producen amoníaco, como lo hacen la mayoría de los invertebrados y vertebrados. El agua es el único desecho líquido de los animales y las plantas fotosintetizadoras.

Los nitratos y nitritos son desechos producidos por bacterias nitrificantes, al igual que el azufre y los sulfatos son producidos por las bacterias reductoras de azufre y las bacterias reductoras de sulfato. Las bacterias del hierro pueden producir desechos de hierro insolubles utilizando formas solubles. En las plantas, las resinas, grasas, ceras y sustancias químicas orgánicas complejas se exudan de las plantas, por ejemplo, el látex de los árboles de caucho y de las algodoncillos. Los productos de desechos sólidos se pueden fabricar como pigmentos orgánicos derivados de la descomposición de pigmentos como la hemoglobina, y las sales inorgánicas como los carbonatos, bicarbonatos y fosfatos, ya sea en forma iónica o molecular, se excretan como sólidos.

Los animales eliminan desechos sólidos en forma de heces.

• Intoxicación por amoníaco
• Deamination